L’indio è un metallo argenteo brillante che è così morbido e malleabile che può essere graffiato con un’unghia e piegato in quasi qualsiasi forma. In natura, l’indio è piuttosto raro e quasi sempre trovato come oligoelemento in altri minerali — in particolare in zinco e piombo — da cui è tipicamente ottenuto come sottoprodotto. La sua abbondanza stimata nella crosta terrestre è di 0,1 parti per milione — ppm) – un po ‘ più abbondante dell’argento o del mercurio, secondo la Royal Society of Chemistry.
L’indio ha un basso punto di fusione per un metallo: 313.9 gradi Fahrenheit (156.6 gradi Celsius). A qualsiasi cosa al di sopra di questa temperatura, brucia con una fiamma viola o indaco. Il nome dell’indio deriva dalla brillante luce indaco che mostra in uno spettroscopio.
Solo i fatti
- numero Atomico (numero di protoni nel nucleo): 49
- simbolo Atomico (sulla tavola periodica degli elementi): In
- peso Atomico (media massa dell’atomo): 114.8.8
- Densità: 7.31 grammi per centimetro cubo
- Fase a temperatura ambiente: Solido
- punto di Fusione: 313.88 gradi F (156.6 gradi C)
- punto di Ebollizione: 3,761.6 F (2,072 C)
- Numero di isotopi (atomi di uno stesso elemento con diverso numero di neutroni): 35 la cui emivita sono noti; 1 stabile; 2 naturale
- isotopo Più comune: In-115
Scoperta
L’indio fu scoperto nel 1863 dal chimico tedesco Ferdinand Reich presso la Scuola di miniere di Freiberg in Germania. Reich stava studiando un campione di una miscela di minerali di zinco che pensava potesse contenere l’elemento recentemente scoperto tallio. Dopo aver arrostito il minerale per rimuovere la maggior parte dello zolfo, ha applicato acido cloridrico ai materiali rimanenti. Ha poi osservato un solido giallastro apparire. Sospettava che questo potesse essere il solfuro di un nuovo elemento, ma poiché era daltonico, chiese al collega chimico tedesco Hieronymus T. Richter di esaminare lo spettro del campione. Richter notò una brillante linea di colore viola, che non corrispondeva alla linea spettrale di alcun elemento noto.
Lavorando insieme, i due scienziati hanno isolato un campione del nuovo elemento e annunciato la sua scoperta. Hanno chiamato il nuovo elemento indio, dopo la parola latina indicum, che significa viola. Sfortunatamente, la loro relazione divenne aspra quando Reich apprese che Richter aveva affermato di essere lo scopritore, secondo la Royal Society of Chemistry(RSC).
Usa
Più di un secolo dopo la scoperta dell’indio, l’elemento giaceva ancora in relativa oscurità poiché nessuno sapeva cosa farne. Oggi, l’indio è vitale per l’economia mondiale sotto forma di ossido di stagno indio (indi). Questo perché IT rimane il materiale migliore per soddisfare la crescente necessità di LCD (display a cristalli liquidi) in touch screen, TV a schermo piatto e pannelli solari.
IT ha diverse proprietà che lo rendono perfetto per LCD e altri display a schermo piatto: è trasparente; conduce elettricità; aderisce fortemente al vetro; resiste alla corrosione; ed è chimicamente e meccanicamente stabile.
IT è anche comunemente usato per realizzare rivestimenti sottili per vetro e specchi. Quando rivestito sopra i parabrezza di aerei o automobili, per esempio, allows permette al vetro di de-ghiaccio o de-nebbia, e può ridurre i requisiti di aria condizionata.
La crescente domanda di LCD ha aumentato notevolmente i prezzi dell’indio negli ultimi anni, secondo l’RSC. Tuttavia, il riciclaggio e l’efficienza produttiva hanno contribuito a creare un buon equilibrio tra domanda e offerta.
L’indio è comunemente usato per produrre leghe ed è spesso indicato come” vitamina metallica”, il che significa che piccoli livelli di indio possono fare una drastica differenza in una lega, secondo l’RSC. Ad esempio, l’aggiunta di piccole quantità di indio alle leghe di oro e platino le rende molto più difficili. Le leghe di indio sono utilizzate per rivestire i cuscinetti di motori ad alta velocità e altre superfici metalliche. Le sue leghe a basso punto di fusione inoltre sono utilizzate nelle teste dell’spruzzatore, nei collegamenti della porta tagliafuoco e nelle spine fusibili.
Il metallo indio rimane insolitamente morbido e malleabile a temperature molto basse, rendendolo perfetto per l’uso in strumenti necessari in condizioni estremamente fredde, come pompe criogeniche e sistemi ad alto vuoto. Un’altra qualità unica è la sua viscosità, che lo rende molto utile come saldatura.
L’indio viene utilizzato nella realizzazione di vari dispositivi elettrici come raddrizzatori (dispositivi che convertono una corrente alternata in una diretta), termistori (una resistenza elettrica dipendente dalla temperatura) e fotoconduttori (dispositivi che aumentano la loro conduttività elettrica quando esposti alla luce).
Fonte & abbondanza
L’indio si trova raramente in natura e si trova tipicamente nei minerali di zinco, ferro, piombo e rame. È il 61 ° elemento più comune nella crosta terrestre e circa tre volte più abbondante dell’argento o del mercurio, secondo l’US Geological Survey (USGS). Si stima che costituisca circa 0,1 parti per milione (ppm) nella crosta terrestre. In peso, l’indio è stimato in 250 parti per miliardo (ppb), secondo Chemicool. L’indio naturale è una miscela degli isotopi I-115 (95,72%) e I-113 (4,28%), secondo Encyclopaedia Britannica.
La maggior parte dell’indio commerciale proviene dal Canada ed è di circa 75 tonnellate all’anno. Si stima che le riserve del metallo superino le 1.500 tonnellate. I suoli coltivati sono a volte trovati per essere più ricchi in indio che i suoli non coltivati con alcuni livelli alti quanto 4 ppm, secondo Lenntech.
Chi lo sapeva?
- Indio metallo emana un acuto “urlo,” quando piegato. Simile al “grido di latta”, questo urlo suona più come un suono scoppiettante.
- L’indio è simile al gallio in quanto bagna prontamente il vetro ed è molto utile per la produzione di leghe a basso punto di fusione. Una lega composta da 24 per cento di indio e 76 per cento di gallio è liquida a temperatura ambiente.
- La prima applicazione di indio su larga scala era un rivestimento per cuscinetti in motori aeronautici ad alte prestazioni nella seconda guerra mondiale, secondo l’USGS.
- Esemplari di indio metallico non combinato sono stati trovati in una regione della Russia, secondo Lenntech.
Batterie migliori
Il rivestimento in indio potrebbe un giorno portare a batterie al litio ricaricabili più potenti e più durature, secondo uno studio pubblicato sulla rivista Angewandte Chemie. Il rivestimento di indio offrirebbe un deposito più uniforme di litio durante la carica, tamponare eventuali reazioni collaterali negative e aumentare lo stoccaggio.
Una batteria agli ioni di litio è un tipo di batteria ricaricabile comunemente utilizzata nelle tecnologie portatili, come telefoni cellulari e computer portatili. Durante la scarica, gli ioni di litio si spostano dall’elettrodo negativo (anodo) all’elettrodo positivo (catodo). Mentre la batteria è in carica, gli ioni di litio viaggiano nella direzione opposta: l’elettrodo negativo diventa il catodo e l’elettrodo positivo diventa l’anodo.
Attualmente, le batterie agli ioni di litio utilizzano anodi in grafite che vengono utilizzati per immagazzinare il litio quando la batteria è carica. Un’alternativa promettente all’utilizzo della grafite sarebbero gli anodi metallici, come il metallo al litio, che potrebbero offrire una capacità di stoccaggio molto maggiore. Tuttavia, un grosso problema con l’utilizzo di anodi metallici è che c’è una deposizione irregolare del metallo mentre la batteria è in carica. Ciò porta alla formazione di dendriti (una massa cristallina con una struttura ramificata ad albero). Dopo un uso prolungato, questi dendriti diventano così grandi da cortocircuitare la batteria.
Un altro problema con gli anodi metallici è che causano reazioni collaterali indesiderate tra gli elettrodi metallici reattivi e l’elettrolita (il materiale che consente all’elettricità di fluire tra elettrodi positivi e negativi). Queste reazioni possono ridurre significativamente la durata della batteria.
I ricercatori del Rensselaer Polytechnic Institute e della Cornell University hanno introdotto una nuova alternativa: rivestire il litio in una soluzione di sale di indio. Lo strato di indio è uniforme e auto-guarigione quando l’elettrodo è in uso. La sua composizione chimica rimane la stessa e rimane intatta durante i cicli di carica/scarica, prevenendo reazioni collaterali, secondo il comunicato stampa dello studio su Science Daily. Anche i dendriti vengono eliminati, consentendo alla superficie di rimanere liscia e compatta.